一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法及系统，所述方法包括：基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组；模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配；所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制。本发明专利技术有效分析电网柔性负荷参与电网有功控制对电网运行的影响。

A simulation method and system of active power automatic control with flexible load

【技术实现步骤摘要】
一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法及系统
本专利技术涉及电力系统分析领域，具体涉及一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法及系统。
技术介绍
随着智能电网建设和电力市场化的推进，电网中具有主动响应能力的柔性负荷占比逐步增大，电网运行控制难度加大。传统电力系统的有功控制通常是针对发电侧，对火电机组进行有功自动控制，而无法仿真电网柔性负荷参与有功控制后电网运行特性的变化。为了有效分析电网柔性负荷参与电网有功控制对电网运行的影响，需要解决柔性负荷主动参与仿真的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中所存在的上述不足，本专利技术提供一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法，包括：对当前电网仿真系统的负荷模型进行扩展，建立详细的柔性负荷仿真模型；对全网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，建立等值发电机组参与AGC控制；电网仿真系统模拟系统扰动，由AGC进行自动功率调节，并将控制指令发送给电网仿真系统；对柔性负荷等值发电机所属的柔性负荷分别进行功率控制，并将控制结果返回给电网仿真系统。本专利技术突破了传统电网仿真系统无法对柔性负荷进行自动控制的局限性，扩展并建立具有自动响应能力柔性负荷模型，进行特性聚合后统一参与AGC控制，有效分析评估电网中柔性负荷对电网运行控制的影响。本专利技术提供的一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法，具体包括：基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组；模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配；所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制。优选的，所述柔性负荷仿真模型的构建，包括：对电网系统中的物理负荷模型进行分解，获得具有有功控制能力的柔性负荷；基于各柔性负荷、以及所述柔性负荷属性构建各柔性负荷对应的柔性负荷仿真模型；基于每个柔性负荷所属物理负荷模型的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷仿真模型之间的对应关系；其中，所述柔性负荷属性包括：可上调容量、可下调容量和响应速度。优选的，所述基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组，包括：对所有具有功控制能力的柔性负荷的属性进行统计，得到统计后的总负荷容量、总可上调容量、总可下调容量和响应速度；在AGC机组表中增加柔性负荷等值发电机组记录，其中，机组类型设置为AGC受控机组，额定容量对应总负荷容量、上下限容量分别对应总可上调容量和总可下调容量、调节速率对应响应速度；在物理负荷模型中记录柔性负荷等值机发电组的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷等值发电机组的对应关系。优选的，所述模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配，包括：模拟电网系统发生扰动，进行潮流和频率计算获得计算结果；由AGC基于所述计算结果、当前联络线计划值和实测值、系统频率偏差值进行ACE实时计算，当ACE偏差量超过门槛值时，对全网AGC机组进行功率分配。优选的，所述对全网AGC机组进行功率分配之后，还包括：对于火电发电机组，修改电网模型中对应发电机组的目标功率。优选的，所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制，包括：统计与柔性负荷等值发电机组所关联的所有柔性负荷；将所述柔性负荷等值发电机组对应的总调节量分配到所有关联的柔性负荷上；对每个柔性负荷进行主动响应仿真，并在多个仿真周期内达到调节目标值。优选的，所述将所述柔性负荷等值发电机组对应的总调节量分配到所有关联的柔性负荷上，包括：按照等值发电机组与柔性负荷的对应关系确定柔性负荷等值发电机组的总可响应量；若柔性负荷等值发电机组的总可响应量<总调节量，则将每个柔性负荷都调整到限值；否则根据每个柔性负荷的响应特性进行排序，将总调节量分配到每个柔性负荷，将调节目标值写入对应实时库的功率值域中；所述响应特性包括柔性负荷的响应成本和响应速度。优选的，所述对每个柔性负荷进行主动响应仿真，并在多个仿真周期内达到调节目标值，包括：基于调节目标值计算得到当前仿真步长需要调节的功率量；将当前功率叠加调节量得到当前仿真周期的输出功率，同时判断输出功率是否已经到达调节目标值，如果已经完全调节目标值，则将柔性负荷的调节标志位置0，否则下一个仿真周期继续进行主动响应仿真；所有柔性负荷都完成一轮仿真后，检查每个柔性负荷的负荷调节标志位，如果全部为0，则将等值发电机的负荷调节标志位置为0，写入等值发电机的有功功率值，调节结束；如果还有柔性负荷的负荷调节标志位为1，则统计剩余的调节功率量，继续往调节标志位为1的柔性负荷上进行分配。优选的，所述柔性负荷等值发电机组的建立，包括：将电网的柔性负荷等值为一台发电机组，或按照区域特征，将一个区域的柔性负荷等值为一台发电机组，电网包含多个柔性负荷等值发电机组。基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真系统，包括：电网仿真平台，用于基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组；还用于模拟电网系统发生扰动；调控系统，用于由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配；所述柔性负荷等值发电机组，用于基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制。优选的，所述电网仿真平台，包括：构建模块，用于构建柔性负荷仿真模型；所述构建模块包括：分解单元，用于对电网系统中的物理负荷模型进行分解，获得具有有功控制能力的柔性负荷；构建单元，用于基于各柔性负荷、以及所述柔性负荷属性构建各柔性负荷对应的柔性负荷仿真模型；关联单元，用于基于每个柔性负荷所属物理负荷模型的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷仿真模型之间的对应关系；其中，所述柔性负荷属性包括：可上调容量、可下调容量和响应速度。优选的，所述电网仿真平台，还包括：统计模块，用于对所有具有功控制能力的柔性负荷的属性进行统计，得到统计后的总负荷容量、总可上调容量、总可下调容量和响应速度；添加模块，用于在AGC机组表中增加柔性负荷等值发电机组记录，其中，机组类型设置为AGC受控机组，额定容量对应总负荷容量、上下限容量分别对应总可上调容量和总可下调容量、调节速率对应响应速度；柔性负荷等值发电机组的关联模块，用于在物理负荷模型中记录柔性负荷等值机发电组的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷等值发电机组的对应关系。优选的，所述电网仿真平台，还包括：模拟扰动模块，用于模拟电网系统发生扰动，进行潮流和频率计算获得计算结果；所述调控系统，包括：分配模块，用于由AGC基于所述计算结果、当前联络线计划值和实测值、系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法，其特征在于，包括：/n基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组；/n模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配；/n所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种柔性负荷参与电网有功自动控制的仿真方法，其特征在于，包括：
基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组；
模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配；
所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制。


2.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性负荷仿真模型的构建，包括：
对电网系统中的物理负荷模型进行分解，获得具有有功控制能力的柔性负荷；
基于各柔性负荷、以及所述柔性负荷属性构建各柔性负荷对应的柔性负荷仿真模型；
基于每个柔性负荷所属物理负荷模型的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷仿真模型之间的对应关系；
其中，所述柔性负荷属性包括：可上调容量、可下调容量和响应速度。


3.权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预先构建的柔性负荷仿真模型对电网具有有功控制能力的柔性负荷进行聚合，得到柔性负荷等值发电机组，包括：
对所有具有功控制能力的柔性负荷的属性进行统计，得到统计后的总负荷容量、总可上调容量、总可下调容量和响应速度；
在AGC机组表中增加柔性负荷等值发电机组记录，其中，机组类型设置为AGC受控机组，额定容量对应总负荷容量、上下限容量分别对应总可上调容量和总可下调容量、调节速率对应响应速度；
在物理负荷模型中记录柔性负荷等值机发电组的设备关键字，建立物理负荷模型与柔性负荷等值发电机组的对应关系。


4.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模拟电网系统发生扰动，由AGC进行功率调节，对电网的所有机组进行功率分配，包括：
模拟电网系统发生扰动，进行潮流和频率计算获得计算结果；
由AGC基于所述计算结果、当前联络线计划值和实测值、系统频率偏差值进行ACE实时计算，当ACE偏差量超过门槛值时，对全网AGC机组进行功率分配。


5.权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对全网AGC机组进行功率分配之后，还包括：
对于火电发电机组，修改电网模型中对应发电机组的目标功率。


6.权利要求1所述的方法，其特征在于，所述柔性负荷等值发电机组基于分配的功率对所属的每个柔性负荷分别进行功率控制，包括：
统计与柔性负荷等值发电机组所关联的所有柔性负荷；
将所述柔性负荷等值发电机组对应的总调节量分配到所有关联的柔性负荷上；
对每个柔性负荷进行主动响应仿真，并在多个仿真周期内达到调节目标值。


7.权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述柔性负荷等值发电机组对应的总调节量分配到所有关联的柔性负荷上，包括：
按照等值发电机组与柔性负荷的对应关系确定柔性负荷等值发电机组的总可响应量；
若柔性负荷等值发电机组的总可响应量<总调节量，则将每个柔性负荷都调整到限值；
否则根据每个柔性负荷的响应特性进行排序，将总调节量分配到每个柔性负荷，将调节目标值写入对应实时库的功率值域中；
所述响应特性包括柔性负荷的响应成本和响应速度。


8.权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对每个柔性负荷进行主动响应仿真，并在多个仿真周期内达到调节目标值，包括：
基于调节目标值计算得到当前仿真步长需要调节的功率量；
将当前功率叠加调节量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐春雷，王勇，霍雪松，余璟，毛文博，苏大威，吴海伟，周竞，张琦兵，潘玲玲，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司，中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32